![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/06/1-2-1.png)
■弾性エネルギーとフックの法則
グラフから弾性エネルギーを読み取る問題ね。やったことがあるような気もするし,ないような気もするし…
グラフから弾性エネルギーを直接読み取ることはできるんだけど,まずは基本の確認をしておこうか。弾性エネルギーの式は知ってる?弾性力による位置エネルギーとも言うけど。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/1-2-2.png)
そうだね。問題文に「
![Rendered by QuickLaTeX.com x=0.20](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-4eca80fd77bc904d0d0bf4bcf2c1b80f_l3.png)
mのとき,」とあるので,あとは
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を求めればいいよね。
![Rendered by QuickLaTeX.com k](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-e7a0d149fdfa3f9e35d5ce1eee18afdb_l3.png)
ってばね定数よね。ばね定数もグラフから分かるんだっけ?
そうだね。
![Rendered by QuickLaTeX.com k](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-e7a0d149fdfa3f9e35d5ce1eee18afdb_l3.png)
もグラフから分かるんだけど,これも基本に戻って,フックの法則から求めてみようよ。
![](https://www.rikagasuki.com/wp-content/uploads/2017/02/1-2-3.png)
なるほど。今は
![Rendered by QuickLaTeX.com x=0.20](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-4eca80fd77bc904d0d0bf4bcf2c1b80f_l3.png)
mだから,グラフから
![Rendered by QuickLaTeX.com F=20](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-415b17b38ec959a08ca85628069ccb3c_l3.png)
Nね。これをフックの法則の式に入れると,
![Rendered by QuickLaTeX.com \begin{eqnarray*}k&=&\frac{F}{x}\\&=&\frac{20}{0.20}\\&=&100 N/m\end{eqnarray*}](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-8f3dff75ae9e26c51a369378947c41d3_l3.png)
![Rendered by QuickLaTeX.com \begin{eqnarray*}U&=&\frac{1}{2}kx^2\\&=&\frac{1}{2}\times 100\times 0.20^2\\&=&2.0 J \end{eqnarray*}](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-bbc033213f40eb2452f287a560cbdec3_l3.png)
■弾性エネルギー,バネ定数をグラフから求める
弾性エネルギーやばね定数を,グラフから求めるにはどうすればいいの?
普通,フックの法則のところで出てくるグラフは,横軸がばねの伸び
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で,縦軸がばねに加わる力
![Rendered by QuickLaTeX.com F](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-de0d28ad53fd6472b907cb24a6df17c7_l3.png)
なんだよ。そのグラフ
![Rendered by QuickLaTeX.com F-x](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0e2cd05bc63f9f726be4b0941af3c3db_l3.png)
グラフだと,グラフの傾きがばね定数
![Rendered by QuickLaTeX.com k](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-e7a0d149fdfa3f9e35d5ce1eee18afdb_l3.png)
,グラフと横軸(
![Rendered by QuickLaTeX.com x](https://www.rikagasuki.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c4dff4ff5a0c3049aea5fac100d846bf_l3.png)
軸)が囲む面積が弾性エネルギーになるんだ。
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この問題は縦軸と横軸が普通とは反対ということね。反対にして考えればいいの?
そうだね。直接求めたい場合は,縦軸と横軸を入れ替えたグラフを描いてみるといいね。
どっちでもいいとは思うけど,大切なのは,「グラフの傾きはばね定数」のように,機械的に覚えちゃうと,ちょっと視点を変えた問題を出されると,対応できないので,根本からきちんと理解しておくことが大切だね。